《采矿与岩层控制工程学报》“采矿岩石力学”专题

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《采矿与岩层控制工程学报》“采矿岩石力学”专题

来源：采矿与岩层控制工程学报

专题来自于《采矿与岩层控制工程学报》2024年04期，共13篇研究成果。

行业视野: 采矿
类别; 60个
关键词; 71位
专家; 13篇
论文; 217IP
点击量; 21次
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动静组合加载下长径比对岩样峰值应力与破坏形态影响研究

作者(Author)：王诗杰, 王志亮, 封陈晨, 倪羽

摘要：为了探究动静组合加载条件下岩样长径比对其强度及破坏形态的影响，先基于岩石动力学理论，阐释了SHPB试验中应力波传播的基本规律。随后，采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件，对6组不同长径比试样开展了动静组合加载数值模拟，深入分析其应力-应变响应与破坏形态的演化规律。研究结果表明：动静组合加载下试样应力-应变曲线大致分线弹性阶段、破坏阶段与峰后阶段；长径比越大，破坏阶段的“上凹”现象越显著；当长径比n>0.8时，应力-应变曲线峰后阶段出现回弹。围压相同时，不同轴压下试样峰值应力总体上随长径比的增大而增大。轴压在20 MPa条件下，当围压低于一定阈值时，大长径比试样峰值应力会更高；而当围压大于该阈值，峰值应力与长径比关系不甚明显；围压的增加会抑制长径比对峰值应力的影响。在不同动静组合加载条件下，试样均以剪切破坏为主，端面边缘易出现碎块脱落，侧面可观测到剪切裂纹；随着长径比的增大，试样破坏程度逐渐降低，其侧面剪切裂纹数量也趋于减少。

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不同界面倾角岩石-混凝土组合体蠕变特性研究

作者(Author)：姚韦靖, 刘宇, 庞建勇, 韩金秀, 肖宇辰

摘要：为探究岩石-混凝土界面对地下建筑支护结构失效的影响，通过7种不同界面倾角的岩石-混凝土组合体试件的单轴和分级加载蠕变试验，研究了其蠕变特性。研究结果表明：随界面倾角的增大，组合体抗压强度呈“W”形变化，倾角在0°, 45°, 90°时出现极大值，而倾角在30°, 60°～75°时出现极小值；并将其破坏模式分为轴向破坏、组合破坏、界面破坏等3种典型破坏模式。组合体蠕变破坏强度低于单轴抗压强度，表明长期加载对组合体会造成损伤；瞬时应变随界面倾角的增大，先减小后增大；与倾角0°的相比，倾角45°, 60°, 75°, 90°的瞬时应变分别减少了22.68%, 47.72%, 52.01%, 4.56%;蠕变比随应力水平的提高呈下降-稳定-上升3个阶段特征；随界面倾角的增大，蠕变破坏临界应力逐渐减小，蠕变稳定阶段逐渐缩短，组合体稳定性逐渐降低。基于试验结果对Burgers蠕变模型参数进行辨识，所得理论曲线与瞬时变形和衰减蠕变阶段试验数据吻合较好。研究成果可为深入认识混凝土支护与围岩结构界面倾角引起的蠕变破坏机制及地下建筑结构支护安全提供参考。

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基于ZOA优化VMD-IAWT岩石声发射信号降噪算法

作者(Author)：王婷婷, 徐华一, 赵万春, 刘永胜, 何增军

摘要：针对岩石破裂过程中产生的声发射(AE)信号夹杂大量噪声的问题，提出了一种基于斑马优化算法(ZOA)改进变分模态分解(VMD)并与改进的自适应小波阈值(IAWT)联合的声发射信号降噪算法。利用ZOA算法优选出影响VMD分解效果的模态个数K和二次惩罚因子α;通过相关系数将分解出的IMFs划分为有效分量、含噪分量和剔除分量；针对小波阈值(WT)降噪算法不具备自动调整小波基以及软、硬阈值函数存在偏差大和不连续的弊端，提出了IAWT算法去除IMFs中的噪声分量，并与有效分量合并重构，得到降噪后的AE信号。通过模拟和实测AE信号验证并与现有降噪算法对比，结果表明ZOA-VMD-IAWT降噪算法适合处理AE信号，信号的时频特征得以保留。研究结果可为岩石AE信号理论及实际工程应用提供参考。

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深埋安山岩动态力学特性及破碎特征

作者(Author)：赵泽虎, 李祥龙, 乔登攀, 胡启文, 王建国

摘要：随着开采深度的增加，岩石力学参数随之发生改变，支护方式也应随之适时调整。为准确掌握基建矿山的岩石动态力学性能，以Jama铜矿的主要围岩安山岩为研究对象，开展了不同加载速度下的常规单轴霍普金森压杆（SHPB）试验，得到了安山岩的动态力学参数及破坏特征，并基于断裂力学理论，构建了考虑应变率的平均块度预测模型，并对冲击破碎后的碎块进行扫描电镜分析。试验结果表明：安山岩的动态压缩应力-应变曲线可分为4个阶段，压密阶段较静态曲线表现不明显。随应变率的提高，动态峰值强度及动态强度因子均呈线性增大趋势，单位体积吸能密度和质量破碎能耗均呈二次多项式规律的增长趋势；随新增比表面积的增大，吸能密度呈线性增大；预测模型理论值与试验值高度吻合；不同冲击速度下试件多以沿晶破坏为主，断口形貌较为复杂，相同放大倍数下随冲击载荷的增加，细观分形维数De呈线性正相关，可为后期自然崩落法底部结构爆破参数优化及工程应用提供一定的参考。

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深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏的试验研究

作者(Author)：司雪峰, 张子龙, 宫凤强

摘要：为了研究深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏特征，利用TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机，对含直墙拱形贯穿巷道的立方体花岗岩试样进行了三向不等压加载试验，并借助微型摄像机实时监控围岩破坏情况。试验结果表明，花岗岩直墙拱形巷道围岩产生平行于直墙的板裂化结构，呈明显的拉伸破坏特征。随着板裂破坏沿巷道两侧围岩逐渐向深部发展，最终在围岩两侧距拱底(0.20～0.25)h(h为直墙拱形巷道的高度)处形成对称的V型槽。在相同应力条件下，与花岗岩圆形巷道破坏特征相比，直墙拱形巷道围岩初始破坏应力较高，主要表现为静态破坏，产生的岩片较大，呈细长条状，具有明显的层裂现象；而圆形巷道围岩破坏较为剧烈，属于动态破坏，产生的岩片相对较小，但是两种断面产生的岩片均表现出中间厚两边薄的特征。通过对比不同岩性直墙拱形巷道围岩破坏特征发现，花岗岩的破坏较为剧烈，红砂岩的较弱。对于千枚岩直墙拱形巷道，随着层理角度的增加，围岩的破坏模式从平行于层理面的拉伸破坏转变为平行于层理面的剪切滑移破坏，再到穿越层理面的剪切破坏，最后转化为穿越层理面的拉伸破坏。

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